Кіріспе
Протромбиннің тромбинге айналуын катализдейтін кешен. Протромбиназа фермент кешені Xa факторынан (серин протеазасы) және Va факторынан (белок кофакторы) тұрады. Бұл кешен кальций иондарының қатысуымен теріс зарядталған фосфолипид мембраналарында құралады. Протромбиназа кешені протромбиннің (II фактор) – белсенді емес зимогеннің – активті серин протеазасы тромбинге (IIa фактор) айналуын катализдейді. Тромбиннің белсендірілуі – қан тоқтау каскадының маңызды реакциясы, ол организмде гемостазды реттеуге қызмет етеді. Тромбин өндіру үшін протромбиназа кешені протромбиндегі екі пептидтік байланысты кесіп тастайды, біреуі Arg271-ден кейін, екіншісі Arg320-дан кейін. Хa факторы протромбиназа кешенімен байланыспағанда да протромбинді белсендіре алатыны көрсетілгенімен, мұндай жағдайларда тромбин түзілу жылдамдығы айтарлықтай төмендейді. Протромбиназа кешені протромбинді Хa факторының өзінен 3x105 есе жылдам белсендіре алады. Осылайша, протромбиназа кешені белсенді тромбиннің тиімді өндірілуі үшін, сондай-ақ жеткілікті гемостаз үшін қажет.
The prothrombinase enzyme complex consists of factor Xa (a serine protease) and factor Va (a protein cofactor). The complex assembles on negatively charged phospholipid membranes in the presence of calcium ions. The prothrombinase complex catalyzes the conversion of prothrombin (factor II), an inactive zymogen, to thrombin (factor IIa), an active serine protease. The activation of thrombin is a critical reaction in the coagulation cascade, which functions to regulate hemostasis in the body. To produce thrombin, the prothrombinase complex cleaves two peptide bonds in prothrombin, one after Arg271 and the other after Arg320. Although it has been shown that factor Xa can activate prothrombin when unassociated with the prothrombinase complex, the rate of thrombin formation is severely decreased under such circumstances. The prothrombinase complex can catalyze the activation of prothrombin at a rate 3 x 105 fold faster than can factor Xa alone. Thus, the prothrombinase complex is required for the efficient production of activated thrombin and also for adequate hemostasis.
Белдік прекурсорларын белсендіру
Х және V факторлары қанда коагуляция каскадымен белсендірілгенге дейін белсенді емес прекурсорлар түрінде айналысады. Белсенді емес X факторының цимогені екі тізбектен тұрады: жеңіл тізбек (136 қалдық) және ауыр тізбек (306 қалдық). Жеңіл тізбекте N-терминальдық γ-карбоксиглутамин қышқылы домені (Gla домені) және екі эпидермалық өсу факторына ұқсас домен (EGF1 және EGF2) бар. Ауыр тізбек N-терминальдық активациялық пептидтен және серин протеаза доменінен тұрады. Х факторын сыртқы коагуляция жолындағы VIIa факторының тіндік фактор кешені де, ішкі жолдағы тенназ кешені де белсендіре алады. Ішкі тенназ кешені IXa факторынан және VIIIa факторынан құралған. Х факторы Xa факторына белсендірілген кезде активациялық пептид бөлінеді, бірақ ауыр және жеңіл тізбектер белсендірілгеннен кейін ковалентті байланыста қалады. V факторы алты доменнен тұратын бір тізбекті прокофактор ретінде айналысады: A1, A2, B, A3, C1, C2. Тромбин V факторын B доменін кесіп алып белсендіреді. Басқа протеазалар да V факторын белсендіреді, бірақ бұл кесуді негізінен тромбин жүзеге асырады. Кесуден кейін Va факторы A1 және A2 домендерінен тұратын ауыр тізбек пен A3, C1 және C2 домендерінен тұратын жеңіл тізбек қамтиды. Va факторының жеңіл және ауыр тізбектері кальций сияқты дивалентті металл ионы арқылы байланысады.
Күрделі құрастыру
Протромбиназа құрастырылуы Xa және Va факторларының плазма мембранасындағы теріс зарядталған фосфолипидтерге байланысуымен басталады. Белсенді Xa және Va факторлары моноциттер, тромбоциттер және эндотелиялық жасушалар сияқты әртүрлі жасушалардың плазмалық мембраналарына байланысады. Xa және Va факторлары бір-бірінен тәуелсіз мембранаға байланысады, бірақ екеуі де өзараExclusive байланыс орындарына байланысады. Xa және Va факторлары екі де мембранамен жеңіл тізбектері арқылы байланысады, Xa факторы кальцийге тәуелді түрде Gla домені арқылы, ал Va факторы C2 және C1 домендері арқылы байланысады. Плазмалық мембранаға байланысқаннан кейін, Xa факторы мен Va факторы 1:1 стехиометриялық қатынаста тез бірігіп, протромбиназа кешенін құрайды. Протромбиназа кешенінің құралуы кальцийге тәуелді. Протромбиназа кешенімен байланысқанда, Xa факторының каталитикалық тиімділігі оның жеке тиімділігімен салыстырғанда 300 000 есеге артады. Va факторы сондай-ақ протромбиннің протромбиназа кешеніне байланысуын күшейту арқылы реакцияның Km-ын азайтады.
Белсенділік
Толық жиналған протромбиназа кешені протромбин зимогенін серин протеазасы тромбинге айналдыру процесін катализдейді. Атап айтқанда, Xa факторы адам протромбинін Arg271 және Arg320 орнынан екі жерде кесіп бөледі. Меизотромбиннің құрамында дисульфидтік байланыс арқылы B тізбегіне қосылған 1•2 А тізбекті фрагменті бар. Xa факторының меизотромбинды Arg271 орнынан кесіп бөлуі нәтижесінде 1•2 фрагменті және дисульфидтік байланысымен байланысқан A және B тізбектерінен тұратын белсенді тромбин пайда болады. Егер тромбин тек Xa факторының әрекетінен пайда болса, бірінші жол басым болады және протромбин алдымен Arg271 орнынан кесіледі, нәтижесінде претромбин 2 пайда болады, ол кейін Arg320 орнынан кесіледі. Алайда, егер Xa факторы протромбиназа кешенінің құрамдас бөлігі ретінде әрекет етсе, екінші жолға басымдық беріледі, ал протромбин алдымен Arg320 орнынан кесіледі, меизотромбин пайда болады, ол Arg271 орнынан кесіліп белсенді тромбинге айналады. Осылайша, протромбиназа кешенінің қалыптасуы протромбин байланыстарының кесілу тізбегін өзгертеді.
Белсенділендіру
Va факторы белсендірілген С ақуызымен ыдырағаннан кейін инактивацияланады. Белсендірілген С ақуызы Va факторының жеңіл және ауыр тізбектерін де ыдыратады. Ауыр тізбектің ыдырауы V факторының Xa факторымен байланысу қабілетін азайтады. Белсендірілген С протеині Va факторының жеңіл тізбегімен тығыз және эксклюзивті түрде өзара әрекеттеседі, және бұл өзара әрекеттесу кальцийге тәуелсіз. Xa факторы Va факторын белсендірілген С протеинінен қорғау арқылы Va факторының инактивациялануын болдырмауға көмектеседі. Xa факторы және белсендірілген С протеині Va факторындағы ұқсас орындар үшін бәсекелеседі деп болжануда. V факторын кодтайтын гендегі нүктелік мутация V факторы Лейден деп аталатын гиперкоагуляция бұзылысына алып келуі мүмкін. V факторы Лейденде G1691A нуклеотидінің алмасуы R506Q аминқышқылының мутациясына әкеледі. V факторы Лейден екі белгілі механизм арқылы веноздық тромбоз қаупін арттырады. Біріншіден, белсендірілген С ақуызы әдетте Va факторын Arg306, Arg506 және Arg679 кофакторларын ыдырату арқылы инактивациялайды. Arg506-дағы V факторы Лейден мутациясы Va факторын белсендірілген С протеинінің инактивациясына қарсы тұрады. Нәтижесінде, бұл қарсылықтың салдарынан Va факторының плазмадағы жартылай өмір ұзарып, тромбин өндірісінің және тромбоз қаупінің артуына әкеледі. Екіншіден, қалыпты жағдайда, егер V факторы тромбиннің орнына белсендірілген С ақуызымен ыдыратылса, ол белсендірілген С ақуызы үшін кофактор ретінде қызмет ете алады. Гетерозиготалық V факторы Лейден АҚШ-тағы ақ нәсілді халықтың шамамен 5%-ында кездеседі, ал гомозиготалық V факторы Лейден осы халықтың 1%-ынан кемдеу кездеседі. V факторы Лейден Солтүстік Еуропалық текті адамдарда және кейбір Таяу Шығыс халықтарында жиірек кездеседі. Бұл жағдай испандықтарда сирек кездеседі, ал африкалық, азиялық және американдық жергілікті халықтарда өте сирек. Шындығында, V факторы Лейденнің гетерозиготалық түрі веноздық тромбоэмболияның қайталану қаупін 40%-ға арттырады.
Heterozygous factor V Leiden is present in approximately 5% of the white population in the United States and homozygous factor V Leiden is found less than 1% of this population. Factor V Leiden is much more common in individuals of Northern European descent and in some Middle Eastern populations. It is less common in Hispanic populations, and rare in African, Asian, and Native American populations. In fact, heterozygous factor V Leiden increases one's risk of recurrent venous thromboembolism by 40%.
Антикоагулянттар
Xa факторын ингибициялау тромбиннің белсендірілуін болдырмайды, соның салдарынан қан ұюына жол бермейді. Осылайша, Xa факторы бірнеше антикоагулянттық препараттардың тікелей және жанама нысанасы ретінде қолданылады. Мысалы, Фондапаринукс препараты Xa факторының жанама ингибиторы болып табылады. Фондапаринукс антитромбин III-ке байланысып, Xa факторын ингибициялау үшін молекуланы белсендіреді. Шындығында, Фондапаринукс антитромбин III-нің Xa факторына деген туыстығын арттырады, ал бұл туыстықтың артуы антитромбин III-нің Xa факторына қатысты тежеу әсерін 300 есеге арттырады. Антитромбин III Xa факторымен байланысқаннан кейін, Фондапаринукс босатылады және тағы бір антитромбиннің белсендірілуіне мүмкіндік береді. Xa факторын жанама түрде тежейтін тағы бір препарат – Идрапаринукс. Идрапаринукс та антитромбин III-ке байланысады, бірақ оның туыстығы Фондапаринукске қарағанда 30 есе жоғары. Идрапаринукс Фондапаринукске қарағанда жартылай ыдырау уақыты ұзағырақ, сондықтан апта сайын қолдануға болады, ал Фондапаринукс күніне тері астына инъекциялануы тиіс. Ривароксабан, апиксабан және эдоксабан – Xa факторының тікелей ингибиторлары. Ривароксабан, апиксабан және эдоксабан Xa факторы протромбиназа кешенінде немесе бос күйде болған жағдайда да, Xa факторының белсенді орынына байланысады. Бұл тікелей Xa факторын тежейтін препараттарды, сондай-ақ тікелей тромбин ингибиторы болып табылатын дабигатран этиксилатты ауыз арқылы қолдануға болады. Қазіргі уақытта АҚШ-тың тағам және дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) бекіткен антикоагулянттық препараттар ретінде Фондапаринукс, Ривароксабан, Апиксабан, Дабигатран этиксилат және Эдоксабан қолданылады. Идрапаринукс әзірлеу жұмыстары тоқтатылды.